تفاوت میلگرد و مفتول چیست؟
میلگرد و مفتول هر دو از مقاطع فولادی پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی هستند، اما تفاوت‌های کلیدی در ساختار، وزن، نحوه استفاده و مقاومت مکانیکی آن‌ها وجود دارد. میلگرد با استحکام کششی بالا، در تقویت سازه‌های بتنی نقش حیاتی دارد، در حالی که مفتول به دلیل انعطاف‌پذیری بالا برای مهار، بستن و تقویت جزئیات سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتخاب بین این دو بستگی به عواملی مانند میزان بار وارده، نیاز به انعطاف‌پذیری، فشارهای برشی و خمشی و هزینه‌های اجرایی دارد. هرکدام از این آهن آلات، عملکرد متفاوتی در برابر تنش‌های مکانیکی دارند و شناخت این تفاوت‌ها، انتخاب صحیح و بهینه در پروژه‌های ساختمانی را ممکن می‌سازد.
میلگرد چیست؟
میلگرد، یکی از انواع مصالح فولادی است که به‌منظور تقویت مقاومت کششی در بتن به کار می‌رود. این وسیله، معمولاً به‌صورت شبکه‌ای از میلگردهای به هم متصل یا جوش‌خورده درون بتن کاشته می‌شود. نام کامل میلگرد، میلگرد تقویت‌کننده است که به‌اختصار در بازار میلگرد نامیده می‌شود. مقاومت کششی بتن را می‌توان به‌عنوان حداکثر کششی که این ماده می‌تواند، براثر عواملی مانند تغییر دما تحمل کند، تعریف کرد. پس از بیشتر شدن نیروی کششی از مقاومت کششی بتن، سازه بتنی دچار ترک و شکست می‌شود. علی‌رغم اینکه بتن در برابر فشار بسیار مقاوم است اما در برابر کشش، ضعیف عمل می‌کند.
کاربرد شبکه میلگرد در درون بتن، باعث چسبیدن بتن به میلگرد می‌شود. آج‌های میلگرد، باعث می‌شوند که پیوند بهتری بین بتن و میلگرد، برقرار شود. ایجاد آج روی میلگرد از سال 1968 در اروپا و آمریکا پس‌ازآن در دیگر نقاط جهان به یک ضرورت، تبدیل شده است.
علت این عملکرد میلگرد در سازه بتنی این است که ضریب انبساط حرارتی این دو ماده بسیار نزدیک به یکدیگر است. به‌این‌ترتیب، هنگامی‌که بتن منبسط یا منقبض می‌شود، فشار واردشده به خود را به میلگرد منتقل کرده و درنتیجه از تغییر در ساختار و بافت خود جلوگیری می‌کند.
انواع میلگرد
در قدم بعدی به‌منظور درک تفاوت میلگرد و مفتول، باید سعی کنیم، انواع میلگرد را هم بشناسیم. در اینجا، انواع مختلف این متریال را به‌صورت خلاصه، مرور می‌کنیم.
- میلگرد اروپایی
این میلگرد در آلیاژ فولاد خود، درصد منگنز بیشتری دارد. به همین دلیل، مقاومت خمشی آن بالاتر است و می‌توان در محل پروژه، عملیات خم‌کاری روی آن‌ها انجام داد. به علت مقاومت پایین‌تر این میلگرد در برابر رطوبت، استفاده از آن در مناطق مرطوب توصیه نمی‌شود.
- میلگرد گالوانیزه
این میلگرد تا 40 برابر میلگردهای معمولی در برابر خوردگی و رطوبت، مقاوم است. میلگرد گالوانیزه یک میلگرد کربنی معمولی است که روی آن پوششی از فلز روی اعمال شده است. در این فرآیند، میلگرد در یک وان از فلز روی مذاب با دمای حدود 460 درجه سانتی‌گراد، فرو رفته و اصطلاحاً گالوانیزه می‌شود. پوشش روی در برابر عوامل خورنده، پیش از فولاد فعال شده و جلوی خوردگی آن را می‌گیرد. میلگرد گالوانیزه تا حدود 70 سال در شرایط معمول، بدون نیاز به تعمیر و نگهداری عمر می‌کند.
- میلگرد با روکش اپوکسی
در ابتدا لازم است بگوییم که فولاد، مقاومت چندانی در برابر خوردگی ندارد. به همین دلیل از پوشش‌های ضدزنگ با عنوان کلی اپوکسی، استفاده می‌شود که بتوان میلگرد را در مناطق مرطوب و در معرض نمک و دیگر آلاینده‌ها نیز به کار برد. قیمت میلگرد روکش اپوکسی در مقایسه با دیگر میلگردها، بالاتر است.
- میلگرد سیاه
نام دیگر این میلگرد، میلگرد کربن فولادی است. میلگرد سیاه، متداول‌ترین نوع میلگرد است که در پروژه‌های ساختمانی به کار می‌رود. بااین‌وجود، استفاده از این میلگرد در مناطقی که احتمال پوسیدگی و خوردگی بالاست، توصیه نمی‌شود. به‌طورکلی، میلگرد سیاه زودتر از دیگر میلگردها دچار خوردگی می‌شود.
مفتول چیست؟
مفتول یکی از محصولات فولادی پرکاربرد است که از فولاد ضد زنگ یا فولاد کم‌کربن ساخته می‌شود. این محصول به‌صورت شبکه‌ای بر روی میلگردها قرار می‌گیرد و نقش مهمی در افزایش مقاومت کششی سازه ایفا می‌کند. به دلیل طراحی منظم و سهولت در نصب، مفتول در پروژه‌های ساختمانی کوچک و ساختمان‌های مسکونی کاربرد زیادی دارد. همچنین، یکی از وظایف اصلی آن جلوگیری از نفوذ آب به لایه‌های زیرین سازه است. ازاین‌رو، قیمت این محصول برای کارفرمایان ساختمانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
شبکه مفتول، بر روی دال بتنی یا روی شبکه میلگرد در ساختمان نصب می‌شود. این شبکه، نام‌های مختلفی مانند مش سیم یا توری سیمی نیز دارد. یکی از موارد تفاوت میلگرد و مفتول این است که شبکه مفتول به‌جای آج از برآمدگی‌هایی در شبکه خود برای اتصال بهتر با بتن، استفاده می‌کند. استفاده از شبکه مفتول در ساختمان‌های مسکونی و پروژه‌های کوچک، بیشتر از میلگرد رایج است. این امر به دلیل نصب ساده و طراحی منظم شبکه مفتول است.
روش تولید مفتول
مفتول نیز از فولادی با گرید مشابه فولاد مورداستفاده برای ساخت میلگرد ساخته می‌شود. برای تولید شبکه مفتول، سیم‌های متقاطع را با روش‌هایی مانند بافندگی یا جوشکاری به یکدیگر وصل می‌کنند. هر رشته مفتول از کشیدن آن در چرخه یک قالب دایره‌ای شکل به دست می‌آید. این کار تا آنجا انجام می‌شود که قطر موردنظر به دست بیاید. برخی از انواع شبکه مفتول جوش داده‌شده عبارت‌اند از:
- شبکه مفتول گالوانیزه
- شبکه مفتول با روکش PVC
- شبکه مفتول گالوانیزه شده به روش الکتروشیمیایی
- شبکه مفتول فولاد ضدزنگ
شبکه مفتول جوش داده شده
شبکه مفتول جوش داده‌شده یا WWM یک محصول بسیار مطمئن ازنظر استحکام است. از این محصول در پروژه‌های بزرگ استفاده می‌شود. مزیت اصلی این ابزار در سادگی در نصب و طراحی شبکه استاندارد آن است. شبکه مفتول جوش داده‌شده، برای محکم نگه‌داشتن بتن در هنگام بروز ترک، بسیار عالی عمل می‌کند. این وسیله به‌خوبی از نفوذ آب به داخل ترک بتن، جلوگیری می‌کند و ارتفاع بین دو سر ترک را ثابت نگه می‌دارد.
تفاوت میلگرد و مفتول
پس از معرفی هرکدام از این دو متریال، نوبت به مقایسه آن‌ها می‌رسد. در این قسمت در هفت شاخص مختلف به بیان شباهت و تفاوت‌های میلگرد و مفتول می‌پردازیم.
- حفاظت از سازه بتنی
اولین مورد تفاوت میلگرد و مفتول، میزان حمایت آن‌ها از سازه بتنی است. میلگرد، باوجود محدودیتی که در اجرا دارد، قطعاً از شبکه مفتول قوی‌تر است. هرچه وزن سازه بیشتر شود، استفاده از انواع قوی‌تری از میلگرد در آن بیشتر توصیه می‌شود. در بسیاری از سازه‌ها نیز توصیه می‌شود که از هر دوی این مصالح، استفاده شود. در کل، باید گفت که هیچ‌کدام از این دو متریال، نمی‌توانند به‌طور صد درصد از به وجود آمدن ترک در بتن، جلوگیری کنند. بااین‌حال، هردوی آن‌ها می‌توانند به متوقف کردن ترک‌ها کمک کنند.
- تفاوت میلگرد و مفتول در نصب و محل استقرار
تفاوت میلگرد و مفتول در محل نصب نیز جالب‌توجه است. درحالی‌که شبکه مفتول در نقطه وسط دال‌های بتنی و با عمق تقریباً پنج سانتی‌متر قرار می‌گیرد؛ میلگرد در کف سازه یا در ستون‌ها با عمق‌های مشخص کاشته می‌شود.
- انعطاف پذیری
هم میلگرد و هم شبکه توری را می‌توان را به شکل عمودی درون سازه بتنی قرار داد. تفاوت میلگرد و مفتول در این زمینه این است که شبکه توری مفتول، می‌تواند به شکل سازه بتنی در بیاید. این در حالی است که میلگرد، این توانایی را ندارد؛ بنابراین می‌توان گفت که توری مش مفتولی از میلگرد، انعطاف‌پذیرتر است. همچنین، اندازه هر سلول و ضخامت مفتول در یک شبکه مش مفتولی، بازه گسترده‌تری دارد. به‌طوری‌که کارشناسان به تجربه دریافته‌اند که هرچه اندازه سلول و ضخامت مفتول کمتر باشد، شبکه مش انعطاف‌پذیری بیشتری داشته و استحکام بهتری به ساختمان می‌دهد. در عوض، باید از تعداد بیشتری شبکه مفتول، استفاده کرد. این در حالی است که بازه ضخامتی و اندازه هر سلول در شبکه میلگرد با محدودیت روبه‌روست.
- کاربرد
یکی از موارد تفاوت میلگرد و مفتول در مورد مصرف آن‌هاست. به‌طورکلی، درصورتی‌که ضخامت یا قطر دال بتنی کمتر از 30 سانتی‌متر باشد، بهتر است از توری مفتول استفاده شود. تفاوت دیگر این دو متریال در وزن آن‌هاست. در مواردی که سازه ازنظر تحمل وزن محدودیت دارد، بهتر است از توری مش مفتول استفاده شود.به دلیل موارد مربوط به هزینه و نصب که در بخش بعدی بررسی خواهند شد می‌توان با انجام محاسبات دقیق درصورتی‌که نیاز ساختمان با مفتول برطرف می‌شود، به استفاده از این متریال اکتفا کرد.
- هزینه مواد و نصب
به‌طورکلی، هزینه توری مفتول نسبت به میلگرد به دلیل وزن سبک‌تر و فرآیند تولید ساده‌تر آن، پایین‌تر است. دیگر تفاوت میلگرد و مفتول در هزینه نصب و حمل‌ونقل است. نصب توری مفتول، ساده‌تر و سریع‌تر است و اجرای آن به نیروی انسانی کمتری نیاز دارد. همچنین، حمل‌ونقل آن ساده‌تر بوده و هزینه، فضا و نیروی کار کمتری می‌طلبد.
- مقاومت در برابر خم شدگی
تفاوت میلگرد و مفتول در مقاومت آن‌ها در برابر خم‌شدگی، بیشتر مشهود می‌شود. یک شبکه توری مفتول، پتانسیل بیشتری برای شکست در برابر نیروهای برشی دارد. به همین دلیل، باید آن‌ها را به‌گونه‌ای نصب کرد که تحت کمترین فشارهای برشی قرار بگیرند. در عوض میلگرد چه به‌تنهایی و چه به‌صورت شبکه، مقاومت بیشتری در برابر نیروهای برشی دارد و احتمال خم‌شدگی آن کمتر است.
- استحکام نقطه جوش
یکی دیگر از موارد تفاوت میلگرد و مفتول، استحکام نقطه جوش آن‌ها در شبکه یا مش است. نقطه جوش میلگردها به دلیل ضخامت بیشتر، محکم‌تر هستند. درواقع، احتمال پارگی شبکه مش میلگرد از نقطه جوش نسبت به شبکه مفتول، کمتر است.
- تفاوت میلگرد و مفتول در روش تولید
یکی از موارد تفاوت میلگرد و مفتول، روش تولید آن‌هاست. در اینجا، به‌منظور روشن‌تر شدن موضوع، ابتدا روش تولید میلگرد و سپس مفتول را شرح می‌دهیم.
میلگردی که در یک سازه بتنی استفاده می‌شود از فولاد پربازده با درجه 250 نیوتون بر میلی‌مترمربع، ساخته می‌شود. این گرید از فولاد، حاوی حدود 99 درصد آهن است. یک درصد دیگر هم شامل فلزاتی مانند منگنز، کربن، فسفر و گوگرد می‌شود. عملکرد کیفی میلگرد و مشخصه‌های مکانیکی آن، عمدتاً به درصد کربن در فولاد، بستگی دارد.
فولاد معمولی حدود 0.25 درصد کربن دارد. این در حالی است که آلیاژ فولادی که برای تولید میلگرد استفاده می‌شود، باید نزدیک به 0.40 درصد کربن داشته باشد. میلگردها را به اشکال مختلف گرد، آجدار، تابیده و حتی مربعی نیز می‌سازند.
همان‌طور که قبلاً گفته شد؛ فولاد، به‌خودی‌خود در برابر رطوبت و خوردگی، مقاومت چندانی ندارد. به همین دلیل در کاشت شبکه میلگرد در سازه بتنی، باید حداکثر دقت به عمل بیاید که میلگرد، کاملاً پوشیده شود. همچنین، بهتر است که از میلگردهای ساخته شده از فولاد ضدزنگ، میلگرد گالوانیزه یا با پوشش‌های ضد خوردگی، استفاده شود.
شبکه میلگرد می‌تواند، طول و عرض‌های مختلفی داشته باشد اما معمولاً طول و عرض استاندارد برای آن به ترتیب، 4.8 و 2.4 متر هستند. به‌منظور جوش دادن میلگردها در یک شبکه مش میلگرد از جوش الکتریکی استفاده می‌شود. به‌این‌ترتیب، استحکام مش، بیشتر خواهد شد. در اینجا؛ ابعاد و وزن متعارف هر سلول در شبکه میلگرد با اشکال مختلف را می‌آوریم.
- مش مربع؛ 20 در 20 یا 10 در 10 سانتی‌متر با وزن تقریبی بین 1.5 الی 6 کیلوگرم بر مترمربع.
- مش مستطیل؛ 20 در 10 سانتی‌متر با وزن تقریبی بین 3 الی 11 کیلوگرم بر مترمربع.
- مش مستطیل بلند؛ 10 در 40 سانتی‌متر. با وزن تقریبی بین 2.5 الی 6.5 کیلوگرم بر مترمربع.
- تفاوت میلگرد و مفتول در استحکام، انعطاف‌پذیری و کاربرد
میلگرد و مفتول مقاطعی هستند که به‌منظور افزایش مقاومت کششی بتن به کار می‌روند. ازآنجاکه بتن، مقاومت کششی پایینی دارد، به‌راحتی براثر تغییراتی دمایی دچار شکست شده و به‌صورت طبیعی، ترک‌های بزرگی در آن ایجاد می‌شود.
- هر دوی آن‌ها از فولاد با گرید بالا تولید می‌شوند. همچنین، میلگرد را هم مانند شبکه توری مفتولی به‌صورت شبکه‌ای از میلگردها در سازه بتنی به کار می‌برند.
- اولین تفاوت آن‌ها در این است که شبکه مفتول، یک وظیفه جانبی هم بر عهده دارد و آن جلوگیری از نفوذ آب به داخل ترک‌های ایجادشده در بتن است. همچنین، درحالی‌که برای پیوند میلگرد با بتن از طراحی آج بر روی میلگرد استفاده می‌کنند، شبکه مفتول برای این منظور از شاخک‌های بیرون آمده از شبکه بهره می‌برد.
- استحکام همان‌طور که در این مقاله گفته شد، استحکام میلگرد و شبکه آن بالاتر است. به همین دلیل در سازه‌های بتنی سنگین‌تر از میلگرد استفاده می‌شود. همچنین، مقاومت نقطه جوش در شبکه میلگرد، بیشتر از شبکه مفتول است.
- انعطاف‌پذیری در شبکه مفتول، بهتر عمل می‌کند. بااین‌حال، همین ویژگی سبب شده که احتمال خم‌شدگی آن تحت نیروهای برشی و فشاری، افزایش یابد.
- وزن و قیمت بیشتر میلگرد و هزینه نصب گران‌تر آن و همچنین تفاوت‌هایی آن‌ها در کاشته شدن در بتن، از دیگر موارد این دو بودند که در این مقاله آن‌ها را بررسی کردیم.
